鳥取大学ビジネス交流会配付資料

電気防食工法適用時における
コンクリートのASR抑制法
鳥取大学
黒田保
建設材料学研究室
丈夫で長持ちするコンクリート構造物を構築するための
研究を行なっています。また，環境負荷低減のため，産業
副産物や廃棄物をコンクリート用材料として有効利用する
ための研究も行なっています。
主な研究内容
・コンクリートおよびコンクリート部材の力学特性に関す
る研究
・コンクリートの時間依存性挙動（乾燥収縮，クリープ）
に関する研究
・コンクリートの耐久性に関する研究
・コンクリート資源の有効利用に関する研究
・高流動コンクリートに関する研究
コンクリート資源の有効利用に関する研究
高炉スラグ
フェロニッケルスラグ
（急冷）
（徐冷）
焼却灰溶融スラグ
まさ土
コンクリート塊
廃瓦（いぶし瓦）
廃瓦（釉薬瓦）
コンクリートの耐久性に関する研究
・凍結融解抵抗性
・耐酸性
・アルカリシリカ反応
アルカリシリカ反応に関する研究
・促進試験法
・抑制法
・電気防食工法の適用性
電気防食工法適用時における
コンクリートのASR抑制法
アルカリシリカ反応（ASR）
+
Na
+
K
-
OH
水
ひび割れ
吸水膨張
反応性骨材
アルカリシリカゲル
シリカ鉱物：オパール，クリストバライト，
トリディマイト，玉髄，
隠微晶質石英，ひずんだ結
晶格子をもつ石英
火山ガラス
コンクリート
電気防食工法
塩害による鉄筋腐食
電気防食工法*
*ｺﾝｸﾘｰﾄ構造物の電気化学的防食工法研究会
http://www.cp-ken.jp/koho01.html
鉄筋腐食を停止させるための
最も効果的な補修工法
電気防食工法
コンクリートに反応性骨材が使用されている場合
懸念
電気防食工法
ASRを促進し，それによる劣化を助長
させる可能性
陽極材
コ
ン
ク
リ
ー
ト
Na＋
K＋
Na＋
K＋
＋
Na＋
－
OH－
2 H2O → 2 OH－＋ H2
OH－
鉄筋
供試体作製
28日間湿布養生
10
黒皮付き鉄筋
（φ13mm）
チタンメッシュ
通電
（0，5，30，100mA/m2）
40℃，RH.100で保存
100
陽極側
20℃の恒温室へ移動
鉄筋位置
底面側
100
25
250
24時間後
25
300
（単位：mm）
長さ変化の測定
電流密度
過剰に大きい
膨張率と電流密度との関係
W/C ＝ 60 ％
膨張率（％）
0.30
鉄筋近傍のR2O量
早期に過剰に多くなる
鉄筋位置
保存期間124週
0.25
ASRゲルのNa2O/SiO2
大きくなる
0.20
0.15
ASRゲルの粘性
小さくなる
0.10
0
20
40
電流密度
60
80
(mA/m2 ）
100
ASR膨張
小さくなる
供試体作製
28日間湿布養生
通電
（0，5，30，100mA/m2）
40℃，RH.100で保存
・通電開始直前
・ 24週間後
・ 48週間後
試料採取
アルカリ含有量の測定
アルカリ含有量の測定・・・
コンクリート中の水溶性アルカリ金属元素の分析方法（案）
建設省（現国土交通省）総合技術開発プロジェクト
0-2.5
2.5-5
5-7.5
7.5-10
8
3
アルカリ含有量分布
R2O (kg/m )
通電開始直前
10
（0 mA/m2）
R2O＝Na2O＋0.658 K2O
4
2
外①
2.5-5cm
鉄
筋
内①
内②
100 mA/m2
48週間後
10
5-7.5cm
7.5-10cm
外①
内①
内②
外②
外②
0-2.5
2.5-5
5-7.5
7.5-10
8
3
2.5cm 2.5cm 2.5cm 2.5cm
7.5-10
5-7.5
2.5-5
0-2.5
0
0-2.5cm
R2O (kg/m )
2.5cm 2.5cm 2.5cm 2.5cm
陽極
6
6
4
2
0
外①
内①
内②
7.5-10
5-7.5
2.5-5
0-2.5
アルカリ含有量（R2O）と電流密度との関係
3
R2O (kg/m )
R2O＝Na2O＋0.658 K2O
14
12
10
8
6
4
2
0
0-2.5
5-7.5
2.5cm 2.5cm 2.5cm 2.5cm
陽極
2.5-5
7.5-10
0-2.5cm
2.5-5cm
鉄
筋
5-7.5cm
2.5cm 2.5cm 2.5cm 2.5cm
外①
内①
内②
外②
電流密度の増大
鉄筋近傍のアルカリ
含有量の増加
0
20
40
60
80
電流密度（mA/m2）
100
7.5-10cm
鉄筋コンクリートに通電を行った場合，
（鉄筋を陰極として）
ASR膨張を最大にする
ペシマム値が存在
ASR膨張
電流密度
ぺシマム値
電流密度
電気防食工法適用前に，大きな電流密度を一定期間供給
（脱塩工法，再アルカリ化工法）
ASR膨張が助長されるのを抑制
供試体
チタンメッシュ
10
100
鉛
直
方
向
100
25
モルタル
ステンレス丸棒
オーバーレイ
（φ13mm）
陽極側
陰極位置
底面側
鉛
直
方
向
250
鉛
直
方
50 向
25
300
（単位：mm）
通電方法
40℃,R.H.100%）
2
1
A/m
①
8 週間
28日間湿布養生
（20℃）
2 A/m2
② 4 週間
2 A/m2
③ 8 週間
（大きな電流密度を一定期間供給）
積算電流密度が同じ
・無通電（0mA/m2）
・ 30mA/m2で通電
・無通電（0mA/m2）
・ 30mA/m2で通電
・無通電（0mA/m2）
・ 30mA/m2で通電
電気防食工法適用前に大きな電流密度を一定期間供給
●：前処理なし ●： 1A-8W
▲： 2A-4W
■： 2A-8W
1.0
30 mA/m2 陽極側
1.2
1.0
0.8
0.6
抑
制
0.4
0.2
膨張率（％）
1.2
膨張率（％）
陽極側
0 mA/m2
0.8
0.6
0.4
抑
制
0.2
0.0
0.0
0
10
20
30
40
50
60
0
70
10
20
0 mA/m2 鉛直方向
0.6
0.4
膨張率（％）
膨張率（％）
抑
制
0.8
0.4
0.2
0.0
0.0
20
30
40
70
50
保存期間（週）
60
前処理期間中に膨張を生じていない
70
抑
制
0.6
0.2
10
60
1.0
0.8
0
50
30 mA/m2 鉛直方向
1.2
●：前処理なし ●： 1A-8W
▲： 2A-4W
■： 2A-8W
1.0
40
保存期間（週）
保存期間（週）
1.2
30
0
10
20
30
40
保存期間（週）
50
60
70
前処理条件とASR膨張抑制率
保存期間： 62週
R：抑制率（％）
E1：前処理なしの供試体の膨張率（％）
E2：大きな電流密度を一定期間供給した
E1  E2
R
100
E1
0 mA/m2 陽極側
87
75
抑制率（％）
62
1A-8W
2A-4W
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
抑制率（％）
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
供試体の膨張率（％）
2A-8W
積算電流密度が同じであれば
抑制率はほぼ同程度
30 mA/m2 陽極側
80
57
58
1A-8W
2A-4W
2A-8W
積算電流密度が同じであれば
抑制率はほぼ同程度
54
19
1A-8W
11
2A-4W
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2A-8W
積算電流密度が同じであれば
抑制率はほぼ同程度
2 A/m2 を8週間供給することにより，
陽極側：
陰極位置：
底面側：
鉛直方向：
30 mA/m2 鉛直方向
抑制率（％）
抑制率（％）
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 mA/m2 鉛直方向
80～90％の膨張を抑制
60～70％の膨張を抑制
50％の膨張を抑制
55％の膨張を抑制
55
16
1A-8W
23
2A-4W
2A-8W
積算電流密度が同じであれば
抑制率はほぼ同程度
・電気防食工法適用前に供給する電流密度が大きい
・大きな電流密度の供給期間が長い
ASR膨張抑制効果が大きい
電気防食工法適用前に大きな電流密度を一定期間供給
（1 A/m2，2 A/m2）
電気防食中のASR膨張を抑制

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